Nguyên lý hoạt động
Trong EDM, điện cực và phôi không bao giờ chạm nhau trực tiếp. Khe hở nhỏ giữa hai bề mặt được duy trì bằng hệ thống servo — khi điện áp đủ lớn, dung dịch điện môi (thường là dầu hydrocarbon hoặc nước khử ion) bị đánh thủng cục bộ, tạo ra tia lửa điện có nhiệt độ cực cao. Mỗi tia lửa bóc một lượng vật liệu rất nhỏ, lặp đi lặp lại hàng chục nghìn lần mỗi giây cho đến khi đạt hình dạng và kích thước cần thiết. Dung dịch điện môi đồng thời làm mát, mang phoi ra ngoài và phục hồi khả năng cách điện giữa các xung. Vì không có lực cắt cơ học, phương pháp này phù hợp với vật liệu đã qua tôi cứng mà dao cắt thông thường không xử lý được.
Phân loại
EDM chia thành hai nhánh chính dựa trên loại điện cực:
-
EDM xung định hình (Die-sinking EDM / Ram EDM): Điện cực hình khối được chế tạo sẵn theo âm bản của hốc cần gia công, sau đó ép thẳng vào phôi. Phù hợp tạo lòng khuôn có hình dạng phức tạp, hốc kín, góc lõm sâu mà phay CNC không tiếp cận được.
-
EDM cắt dây (Wire EDM): Sử dụng sợi dây kim loại mảnh chạy liên tục làm điện cực, cắt theo biên dạng 2D hoặc côn. Dùng phổ biến để cắt chày, cối dập, cam, dưỡng và các chi tiết cần dung sai cao trên tiết diện cắt.
Ngoài ra còn có EDM khoan lỗ nhỏ (Hole Drilling EDM), chuyên tạo lỗ khởi đầu cho cắt dây hoặc các lỗ làm mát siêu nhỏ trong dao và khuôn.
Lưu ý khi lựa chọn và sử dụng
- EDM chỉ gia công được vật liệu dẫn điện; vật liệu phi kim hoàn toàn không áp dụng được.
- Tốc độ bóc vật liệu thấp hơn nhiều so với gia công cắt gọt thông thường — EDM phù hợp với chi tiết yêu cầu độ chính xác cao và hình dạng phức tạp, không phải giải pháp tăng năng suất thô.
- Bề mặt sau EDM có lớp tái kết tinh mỏng (lớp trắng) có thể gây giòn; với khuôn chịu tải mỏi hoặc khuôn nhựa yêu cầu bề mặt bóng, cần thêm bước đánh bóng hoặc ăn mòn lớp này.
- Điện cực trong Die-sinking EDM bị mòn theo từng lần dùng; kế hoạch sản xuất cần dự phòng điện cực thay thế, đặc biệt khi gia công loạt hoặc lòng khuôn có chi tiết tinh.
- Chọn thông số xung (năng lượng, tần số, thời gian nghỉ) ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ gia công, độ nhám bề mặt và độ mòn điện cực — cần cân bằng theo từng giai đoạn thô, bán tinh và tinh.